Протокол передачи гипертекстовых данных. Протокол HTTP — что такое HyperText Transfer Protocol
В «сердце» web находится протокол передачи гипертекста (HTTP), являющийся протоколом прикладного уровня. Описание HTTP можно найти в RFC 1945 и RFC 2616. Протокол HTTP реализуется с помощью двух программ: клиента и сервера, которые, находясь на разных оконечных системах, обмениваются HTTP-сообщениями. Порядок обмена и содержание сообщений описаны в протоколе. Перед тем как углубиться в изучение HTTP, сначала освоим терминологию, используемую в контексте web.
Каждая web-страница, или документ, состоит из объектов. Объект представляет собой обычный файл в формате HTML, изображение в формате JPEG или GIF, Java-апплет, аудиоклип и т. п., то есть единицу, обладающую собственным универсальным указателем ресурса (Uniform Resource Locator, URL). Как правило, web-страницы состоят из базового HTML-файла и объектов, на которые он ссылается. Так, если web-страница включает базовый HTML-файл и пять изображений, то она состоит из шести объектов. Ссылки на объекты, относящиеся к web-странице, представляют собой URL-адреса, включенные в базовый HTML-файл. URL состоит из двух частей: имени хоста сервера, на котором находится объект, и пути к объекту. Так, например, для URL _www.someSchool.edu/someDepartment/picture.gif именем хоста является фрагмент _www.someSchool.edu, а путем к объекту - фрагмент someDepartment/picture.gif.
Браузером называется агент пользователя web; он отображает web-страницы, а также выполняет множество дополнительных служебных функций. Кроме того, браузеры представляют клиентскую сторону протокола HTTP. Таким образом, термины «браузер» и «клиент» в контексте web будут употребляться как эквивалентные. В число наиболее популярных браузеров входят Netscape Navigator и Microsoft Internet Explorer.
Web-сервер содержит объекты, каждый из которых идентифицируется своим URL-адресом. Кроме того, web-серверы представляют серверную сторону протокола HTTP. К наиболее популярными web-серверам следует отнести Apache и Microsoft Internet Information Server.
Протокол HTTP определяет, каким образом клиенты (например, браузеры) запрашивают web-страницы, а серверы осуществляют передачу этих страниц. Более подробный разговор о взаимодействии клиента и сервера мы проведем позднее, однако основную идею можно понять из рис. 2.4. Когда пользователь запрашивает web-страницу (например, совершает щелчок на гиперссылке), браузер посылает серверу HTTP-запрос объектов, составляющих web-страницу. Сервер получает запрос и высылает ответные сообщения, содержащие требуемые объекты. В 1997 году практически все web-браузеры и web-серверы стали поддерживать протокол HTTP версии 1.0, описанный в документе RFC 1945. В 1998 году начался переход к версии 1.1, которая была описана в документе RFC 2616. Версия 1.1 имеет обратную совместимость с версией 1.0, то есть любой сервер или браузер, использующий версию 1.1, может в полной мере взаимодействовать с браузером или сервером, поддерживающим версию 1.0.
Как HTTP 1.0, так и HTTP 1.1 используют TCP в качестве протокола транспортного уровня. HTTP-клиент сначала устанавливает ТСР-соединение с сервером, а после создания соединения клиент и сервер начинают взаимодействовать с протоколом TCP через интерфейс сокетов. Как было сказано ранее, сокеты представляют собой «двери» между процессами и протоколом транспортного уровня.
Клиент посылает запросы и принимает ответы через свой интерфейс сокетов, а сервер использует интерфейс сокетов для получения запросов и их выполнения. После того как web-запрос минует сокет клиента, он оказывается «в руках» протокола TCP. Вспомним, что одной из функций протокола TCP является обеспечение надежной передачи данных; это означает, что каждый запрос, посылаемый клиентом, и каждый ответ сервера доставляются в виде, точно соответствующем отправленному. Здесь проявляется одно из достоинств многоуровневой коммуникационной модели: протоколу HTTP не нужно контролировать надежность передачи и обеспечивать повторную передачу пакетов при искажениях. Вся «черновая» работа будет проделана протоколом TCP и протоколами более низких уровней.
Необходимо отметить, что после завершения обслуживания клиентов сервер не сохраняет о них никакой информации. Если, например, какой-либо клиент сделает два запроса одного и того же ресурса подряд, сервер выполнит их, не выдав клиенту никакого оповещения о дублирующем запросе. Говорят, что протокол HTTP является протоколом без запоминания состояния (stateless protocol) соединения.
Вашему вниманию предлагается описание основных аспектов протокола HTTP - сетевого протокола, с начала 90-х и по сей день позволяющего вашему браузеру загружать веб-страницы. Данная статья написана для тех, кто только начинает работать с компьютерными сетями и заниматься разработкой сетевых приложений, и кому пока что сложно самостоятельно читать официальные спецификации.
HTTP - широко распространённый протокол передачи данных, изначально предназначенный для передачи гипертекстовых документов (то есть документов, которые могут содержать ссылки, позволяющие организовать переход к другим документам).
Аббревиатура HTTP расшифровывается как HyperText Transfer Protocol , «протокол передачи гипертекста». В соответствии со спецификацией OSI , HTTP является протоколом прикладного (верхнего, 7-го) уровня. Актуальная на данный момент версия протокола, HTTP 1.1, описана в спецификации RFC 2616 .
Протокол HTTP предполагает использование клиент-серверной структуры передачи данных. Клиентское приложение формирует запрос и отправляет его на сервер, после чего серверное программное обеспечение обрабатывает данный запрос, формирует ответ и передаёт его обратно клиенту. После этого клиентское приложение может продолжить отправлять другие запросы, которые будут обработаны аналогичным образом.
Задача, которая традиционно решается с помощью протокола HTTP - обмен данными между пользовательским приложением, осуществляющим доступ к веб-ресурсам (обычно это веб-браузер) и веб-сервером. На данный момент именно благодаря протоколу HTTP обеспечивается работа Всемирной паутины.
Также HTTP часто используется как протокол передачи информации для других протоколов прикладного уровня, таких как SOAP, XML-RPC и WebDAV. В таком случае говорят, что протокол HTTP используется как «транспорт».
API многих программных продуктов также подразумевает использование HTTP для передачи данных - сами данные при этом могут иметь любой формат, например, XML или JSON.
Как правило, передача данных по протоколу HTTP осуществляется через TCP/IP-соединения. Серверное программное обеспечение при этом обычно использует TCP-порт 80 (и, если порт не указан явно, то обычно клиентское программное обеспечение по умолчанию использует именно 80-й порт для открываемых HTTP-соединений), хотя может использовать и любой другой.
Как отправить HTTP-запрос?
Самый простой способ разобраться с протоколом HTTP - это попробовать обратиться к какому-нибудь веб-ресурсу вручную. Представьте, что вы браузер, и у вас есть пользователь, который очень хочет прочитать статьи Анатолия Ализара.Предположим, что он ввёл в адресной строке следующее:
Http://alizar.сайт/
Соответственно вам, как веб-браузеру, теперь необходимо подключиться к веб-серверу по адресу alizar.сайт.
Для этого вы можете воспользоваться любой подходящей утилитой командной строки. Например, telnet:
Telnet alizar.сайт 80
Сразу уточню, что если вы вдруг передумаете, то нажмите Ctrl + «]», и затем ввод - это позволит вам закрыть HTTP-соединение. Помимо telnet можете попробовать nc (или ncat) - по вкусу.
После того, как вы подключитесь к серверу, нужно отправить HTTP-запрос. Это, кстати, очень легко - HTTP-запросы могут состоять всего из двух строчек.
Для того, чтобы сформировать HTTP-запрос, необходимо составить стартовую строку, а также задать по крайней мере один заголовок - это заголовок Host, который является обязательным, и должен присутствовать в каждом запросе. Дело в том, что преобразование доменного имени в IP-адрес осуществляется на стороне клиента, и, соответственно, когда вы открываете TCP-соединение, то удалённый сервер не обладает никакой информацией о том, какой именно адрес использовался для соединения: это мог быть, например, адрес alizar..ru или m.. Однако фактически сетевое соединение во всех случаях открывается с узлом 212.24.43.44, и даже если первоначально при открытии соединения был задан не этот IP-адрес, а какое-либо доменное имя, то сервер об этом никак не информируется - и именно поэтому этот адрес необходимо передать в заголовке Host.
Стартовая (начальная) строка запроса для HTTP 1.1 составляется по следующей схеме:
Например (такая стартовая строка может указывать на то, что запрашивается главная страница сайта):
Ну и, конечно, не забывайте, что любая технология становится намного проще и понятнее тогда, когда вы фактически начинаете ей пользоваться.
Удачи и плодотворного обучения!
Теги:
- http
- alizar
- spdy
Все данные в рамках Web-технологии передаются по протоколу HTTP (HyperText Transfer Protocol). Исключение составляет обмен с использованием программирования на Java или обмен из Plugin-преложений. Учитывая реальный объем трафика, который передается в рамках Web-обмена по HTTP, мы будем рассматривать только этот протокол. При этом мы рассмотрим такие вопрсы, как:
Общая структура сообщений
HTTP - это протокол прикладного уровня. Протокл ориентирован на модель обмена "клиент-сервер". Обмен происходит фрагментами данных, которые носят название HTTP-сообщений . Сообщения, отправляюемые от клиента к серверу, называют запросами, а сообщения, отправляемые от сервера клиенту - откликами. Сообщение может состоять из двух частей: заголовка и тела. Тело от заголовка отделяется пустой строкой.
Заголовок содержит служебную информацию, необходимую для обработки тела сообщения или управления обменом. Заголовок состоит из директив заголовка, которые обычно записываются каждая на новой строке.
Тело сообщения не является обязательным в отличии от заголовка сообщения. Оно может содержать текст, графику, аудио- или видео-информацию.
Ниже приведен HTTP-запрос:
GET / HTTP/1.0 Accept: image/jpeg [пустая строка]
и отклик:
HTTP/1.0 200 OK Date: Fri, 24 Jul 1998 21:30:51 GMT Server: Apache/1.2.5 Content-type: text/html Content-length: 21345 [пустая строка] контекст страницы
Текст "пустая строка" - это просто обозначение наличия пустой строки, которая отделяет заголовок HTTP-сообщения от его тела.
Сервер, принемая запрос от клиента, часть информации заголовка HTTP-запроса преобразует в переменные окружения, которые доступны для анализа CGI-скриптом. Если запрос обладает телом, то тело становится доступным скрипту через поток стандартного ввода.
Методы доступа
Самой главной директивой HTTP-запроса является метод доступа. Он указывается первым словом в первой строке запроса. В нашем примере это GET. Различают четыре основных метода доступа:
Кроме этих четырех методов существует еще около пяти дополнительных методов доступа, но они редко бывают реализованы на практике.
Метод GET
Метод GET используется клиентом при запросе к серверу по умолчанию. При этом методе клиент сообщает адрес ресурса(URL), который он хочет получить, версию протокола HTTP, MIME-типы документов, которые он поддерживает, версию и название клиентского программного обеспечения. Все эти параметры указываются в заголовке HTTP-запроса. Тело в запросе не передается.
В ответ сервер сообщает версию HTTP-протокола, код возврата, тип содержания тела сообщения, размер тела сообщения и ряд других необязательных директив HTTP-заголовка. Сам ресурс, обычно HTML-страница, передается в теле отклика.
Метод HEAD
Метод HEAD используется для минимизации обменов при работе по протоколу HTTP. Он аналогичен методу GET за исключением того, что в отклике не передается тела сообщения. Данный метод используется для проверки времени последней модификации ресурса, для проверки срока годности кэшированных ресурсов, при использовании программ сканирования ресурсов World Wide Web. Одним словом, метод HEAD предназначен для минимизации объема передаваемой по сети информации в рамках HTTP-обмена.
Метод POST
Метод POST - это альтернатива методу GET. При обмене данными по методу POST в запросе клиента присутствует тело HTTP-сообщения. Это тело может формироваться из данных, которые вводятся в HTML-форме, или из присоединенного внешнего файла. В отклике как правило присутствует и заголовок и тело HTTP-сообщения. Для инициирования обмена по методу POST в атрибуте method контейнера form следует указать значение "post".
Метод PUT
Метод PUT используется для опубликования HTML-страниц в каталоге HTTP-сервера. При передаче данных от клиента к серверу в сообщении присутствует и заголовок сообщения, в котором указан URL данного ресурса, и тело - содержание размещаемого ресурса.
В отклике обычно тело ресурса не передается, а в заголовке сообщения указывается код возврата, который определяет успешное или неуспешное размещение ресурса.
Оптимизация обмена
Протокол HTTP изначально разрабатывался как протокол не ориентированный на постоянное соединенение. Это означает, что как только сервер принял запрос от клиента и ответил на него, соединение между клиентом и сервером теряется. Для нового обмена данными нужно устанавливать новое соединение. Такой подход имеет как достоинства, так и недостатки.
К достоинствам относится возможность одновременного обслуживания большого количества коротких запросов. Даже на популярных серверах число открытых соединений может не превышать сотни при обслуживании порядка милиона запросов в сутки. При этом один клиент может открыть до 40 соединений одновременно, которые с точки зрения сервера явлются равноправными. При высокоскоростных линиях связи это позволяет добиться малого времени отклика на запрос клиента для всей страницы (текст, графика и т.п.).
К недостаткам такой схемы обмена относятся: необходимость установки соединения для каждого обмена и невозможность поддерживать сессию работы с информационным ресурсом. При инициализации соединения по транспортному протоколу TCP и разрыве этого соединения требуется передать довольно большой объем служебной информации. Отсутствие поддержки сессий в HTTP существенно осложняет работу с такими ресурсами как базы данных или ресурсами требующими аутентификации.
Для оптимизации числа открытых TCP-соединений в HTTP-протоколе версий 1.0 и 1.1 предусмотрен режим keep-alive. В этом режиме соединение инициализируется только один раз и по нему последовательно можно реализовать несколько HTTP-обменов.
Для реализации поддержки сессий к директивам HTTP-заголовка, были добавлены "ключики"(Cookies). Они позволяют проимитировать поддержку соединения при работе по протоколу HTTP.
Кодировка GET и POST-запросов.
Существуют два вида кодирования HTTP-запроса. Основной - urlencoded , он же - стандартное кодирование URL. Пробел представляется как %20, русские буквы и большинство спецсимволов кодируются, английские буквы и дефис оставляются как есть.
Способ, которым следует кодировать данные формы при submit"е, задается в ее HTML-таге: